本文關(guān)鍵詞：基于CFD方法的船舶旋回仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《大連海事大學(xué)》 2015年

基于卡爾曼濾波的船舶操縱性能研究

梅斌  

【摘要】：船舶操縱性是船舶航行當(dāng)中重要的性能之一。國際海事組織提出了關(guān)于船舶操縱性的評價標準,對船舶操縱性能的評判方法和量化指標做出了明確的規(guī)定。研究船舶操縱性能需要確定船舶運動模型。由于船舶運動的低頻特性,使得線性運動模型也能達到很高的精度。而確定船舶運動模型關(guān)鍵在于確定船舶的水動力導(dǎo)數(shù)或者模型參數(shù)。獲取水動力導(dǎo)數(shù)或者模型參數(shù)的方法主要有數(shù)據(jù)庫或者回歸公式方法、約束船模試驗方法、理論與數(shù)值計算方法以及系統(tǒng)辨識。基于實船試驗的系統(tǒng)辨識能夠避免其他方法的插值誤差、尺度效應(yīng)和復(fù)雜理論計算等問題。隨著試驗測量系統(tǒng)的改進,系統(tǒng)辨識在模型研究方面優(yōu)勢愈加突出。專業(yè)教學(xué)實習(xí)船攜帶性能優(yōu)良的船舶姿態(tài)測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該船進行一系列的操縱試驗,能充分激勵船舶的操縱性能和特征。因此實船試驗的系統(tǒng)辨識具有明顯的優(yōu)勢。卡爾曼濾波是眾多系統(tǒng)辨識方法的一種�？柭鼮V波具有最小方差無偏的特點,辨識當(dāng)中不需要保存先前數(shù)據(jù),就能實現(xiàn)效果良好的在線辨識。對實船試驗數(shù)據(jù)進行分析和處理,可以提供穩(wěn)定有效的數(shù)據(jù)源。本文綜合考慮船舶線性運動模型和實船試驗數(shù)據(jù)的特征后,進行基于卡爾曼濾波的系統(tǒng)辨識,獲取模型參數(shù)。算法比對和模擬仿真表明,在船舶運動模型的在線辨識方面,卡爾曼濾波具有優(yōu)良的性能。本文完成了基于卡爾曼濾波的船舶操縱性能研究,主要工作如下：(1)應(yīng)用雷達目標跟蹤算法排除了實船試驗數(shù)據(jù)中的野值,應(yīng)用B樣條方法對實船試驗數(shù)據(jù)進行插值和光順。(2)應(yīng)用差分全球定位系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù),運用航跡推算方法,推算了精度較高的海流數(shù)據(jù)。仿真驗證了數(shù)據(jù)的有效性。(3)應(yīng)用10°旋回試驗和10°/-10°z形的實船試驗數(shù)據(jù),根據(jù)船舶運動線性模型,運用卡爾曼濾波方法估計出模型參數(shù)和操縱性指數(shù)。并進行仿真驗證,仿真結(jié)果表明參數(shù)是有效的。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U661.33
【目錄】：

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本文編號：242896